способ нанесения изоляционного покрытия на металлическую поверхность

Формула изобретения

1. Способ нанесения изоляционного покрытия на металлическую поверхность, включающий нанесение изоляционного полимерного ленточного покрытия на металлическую поверхность, отличающийся тем, что грунтовочный слой наносят на металлическую поверхность, имеющую температуру не ниже 10°С, а после нанесения изоляционного полимерного ленточного покрытия на металлическую поверхность проводят его нагрев до его термоусаживания, причем в качестве изоляционного полимерного ленточного покрытия используют термоусаживающуюся многослойную адгезионную ленту, состоящую, по меньшей мере, из радиационно-химически модифицированной полимерной основы на основе полиолефинов и адгезионного слоя, содержащего сополимер этилена и винилацетата, слюду молотую, полиизобутилен низкомолекулярный, ацетонанил-Р при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Слюда молотая	18-24
Низкомолекулярный полиизобутилен	4-10
Ацетонанил-Р	0,5-2,5
сополимер этилена и винилацетата	Остальное

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительно проводят нагрев металлической поверхности до температуры не ниже 15°С.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительно металлическую поверхность зачищают.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что на грунтовочный слой дополнительно наносят мастично-битумно-полимерное покрытие с отверждением при температуре 80-85°С.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что после нанесения грунтовочного слоя проводят дополнительный нагрев металлической поверхности до температуры 40-50°С.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед нанесением изоляционного полимерного ленточного покрытия проводят нагрев адгезионного слоя до температуры 60-70°С.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что термоусаживание изоляционного полимерного ленточного покрытия проводят при температуре 100-120°С.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области защиты от коррозии металлических поверхностей, предпочтительно, трубопроводного транспорта и электрических бронированных кабелей, а именно к области строительства и ремонта подземных коммуникаций, и может быть использовано для изоляции металлических поверхностей от комбинированного действия влаги и кислорода, предпочтительно, для изоляции поверхностей стальных трубопроводов и электрических кабелей в металлической оболочке.

Известен (DE, заявка №3415456 F 16 L 59/14, 1984) способ создания защитного покрытия на теплоизоляцию трубы. Согласно известному способу на трубу наносят охватывающую теплоизоляцию наружную оболочку, нагревают ее в печи и наносят на торцевые поверхности трубы теплоизоляции.

Недостатком известного способа следует признать его малую эффективность, обусловленную низкой адгезией дополнительной оболочки к основному покрытию.

Известен (RU, патент №2188980 F 16 L 58/04, 2002) способ защиты подземных трубопроводов и металлоконструкций от коррозии. Согласно известному способу предварительно смешивают грунтовку с ингибитором коррозии, затем очищают металлическую поверхность от загрязнений, наносят подготовленную грунтовку на очищенную металлическую поверхность с последующим нанесением изоляционного покрытия.

Недостатком известного способа следует признать недостаточную адгезию адгезионного покрытия к грунтовке, что приводит к доступу влаги и воздуха к металлической поверхности с последующей коррозией покрытия.

Известен (Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Противокоррозионная и тепловая изоляция. ВСН 008-88. - М., Миннефтегазстрой, 1990, стр.10) способ нанесения изоляционной ленты на внешнюю поверхность трубопровода. Согласно известному способу проводят предварительную очистку, нанесение грунтовки и изоляционного полимерного ленточного покрытия на трубопровод, причем при температуре окружающего воздуха ниже 10°С поверхность трубопровода подогревают до температуры не ниже 15°С и не свыше 50°С.

Недостатком известного способа следует признать недостаточную адгезию адгезионного покрытия к грунтовке, что приводит к доступу влаги и воздуха к металлической поверхности с последующей коррозией покрытия.

Техническая задача, решаемая посредством предлагаемого способа, состоит в разработке способа нанесения изоляционного покрытия на металлические поверхности, отверждение с использованием малого нагрева и получением высокой адгезии.

Технический результат, получаемый при реализации способа, состоит в значительном улучшении антикоррозионных характеристик покрытия и, как следствие, - уменьшении затрат на плановый капитальный ремонт металлической поверхности за счет увеличения его срока службы.

Для достижения указанного технического результата используют способ нанесения изоляционного покрытия на металлическую поверхность, включающий нанесение изоляционного полимерного ленточного покрытия на металлическую поверхность. Грунтовочный слой наносят на металлическую поверхность, имеющую температуру не ниже 10°С, а после нанесения изоляционного полимерного ленточного покрытия на металлическую поверхность проводят его нагрев до его термоусаживания, причем в качестве изоляционного полимерного ленточного покрытия используют термоусаживающуюся многослойную адгезионную ленту, состоящую, по меньшей мере, из радиационно-химически модифицированной полимерной основы на основе полиолефинов и адгезионного слоя, содержащего сополимер этилена и винилацетата, слюду молотую, полиизобутилен низкомолекулярный, ацетонанил-Р при следующем соотношении компонентов (масс.%):

слюда молотая	18-24
низкомолекулярный полиизобутилен	4-10
ацетонанил-Р	0,5-2,5
сополимер этилена и винилацетата	остальное

Используемый адгезив размягчается при температуре примерно 50°С, что позволяет уменьшить температуру прогрева обрабатываемой металлической поверхности, уменьшая тем самым расходы энергии и время, обычно затрачиваемые на разогрев, что снижает стоимость работ. Состав адгезива в совокупности с сжимающейся при термоусаживании полимерной основой обеспечивает, во-первых, полное удаление воздушных пузырей из-под пленки, во-вторых, хорошую адгезию полимерной основы к нижележащим слоям, и, в-третьих, заполнение адгезивом всех полостей между полимерной основой и нижележащими слоями. Все вышеизложенное обеспечивает защиту металлической поверхности от действия проникающей влаги, а также воздуха. В том случае, если при реализации способа температура окружающей среды и, естественно, металлическая поверхность имеют низкую температуру, то желательно подогреть ее до температуры примерно не ниже 15°С. Это облегчит закрепление на металлической поверхности грунтовки - праймера. Обычно перед нанесением грунтовки очищают изолируемую поверхность от старой изоляции, а также следов коррозии. Для лучшей изоляции на грунтовочный слой может быть дополнительно нанесено мастично-битумно-полимерное покрытие с отверждением при температуре 80-85°С. После нанесения грунтовочного слоя иногда проводят дополнительный нагрев металлической поверхности до температуры 40-50°С для лучшего закрепления слоя грунтовки на изолируемой поверхности. В предпочтительном варианте реализации перед нанесением изоляционного полимерного ленточного покрытия проводят нагрев адгезионного слоя до температуры 60-70°С. Термоусаживание изоляционного полимерного ленточного покрытия обычно проводят при температуре 100-120°С.

В дальнейшем сущность и преимущества предлагаемого способа будут раскрыты с использованием примеров реализации.

1. На стальную трубу диаметром 1020 мм при проведении ремонтных работ после удаления механическим путем старой изоляции нанесли грунтовочный слой «Транскор-Газ» толщиной 150 мкм, при этом температура трубы составляла 19°С. Затем на грунтовочный слой нанесли дополнительно мастично-битумно-полимерное покрытие «Транскор-Газ» при температуре 140-150°С с отверждением при температуре 80-85°С, а затем путем намотки полимерную ленту, выполненную из компаундированного полиэтилена на основе полиэтиленов высокого и низкого давления, а также свето- и термостабилизаторов, и обработанную с использованием ускорителя электронов («Электрон-10») с дозой облучения 18,1 Мрад, что придает новые физико-химические свойства основе. Кроме того, выполнена двухплоскостная термодинамическая ориентация, приводящая к способности ленты к термоусадке.

Адгезив содержит компоненты в следующем соотношении (масс.%):

слюда молотая	22
низкомолекулярный полиизобутилен	8
ацетонанил-Р	1
сэвилен	69

Используемый адгезив имеет температуру размягчения 51°С. Затем полученное изоляционное покрытие нагрели для термоусадки полимерной основы до температуры 115°С.

Усредненные результаты испытаний приведены в таблице.

2. На стальную трубу диаметром 1420 мм при проведении ремонтных работ после удаления механическим путем старой изоляции и прогрева ее до температуры 19°С нанесли грунтовочный слой «ЭДП» толщиной 139 мкм и провели дополнительный нагрев металлической поверхности до температуры 40-50°С. Затем на грунтовочный слой нанесли путем намотки полимерную ленту, выполненную из компаундированного полиэтилена на основе полиэтиленов высокого и низкого давления, а также свето- и термостабилизаторов, и обработанную с использованием ускорителя электронов («Электрон-10») с дозой облучения 18,3 Мрад, что придает новые физико-химические свойства основе. Кроме того, выполнена двухплоскостная термодинамическая ориентация, приводящая к способности ленты к термоусадке.

Адгезив содержит компоненты в следующем соотношении (масс.%):

слюда молотая	21
низкомолекулярный полиизобутилен	7
ацетонанил-Р	2
сэвилен	70

Используемый адгезив имеет температуру размягчения 52°С. Затем полученное изоляционное покрытие нагрели для термоусадки полимерной основы до температуры 120°С.

Усредненные результаты испытаний приведены в таблице.

3. На стальную трубу диаметром 1020 мм при проведении ремонтных работ после удаления механическим путем старой изоляции и прогрева ее до температуры 22°С нанесли грунтовочный слой «ЭДП» толщиной 100 мкм и провели дополнительный нагрев металлической поверхности до температуры 40-50°С. Затем на грунтовочный слой нанесли путем намотки полимерную ленту, выполненную из компаундированного полиэтилена на основе полиэтиленов высокого и низкого давления, а также свето- и термостабилизаторов, и обработанную с использованием ускорителя электронов "Электрон-10" с дозой облучения 18,9 Мрад, что придает новые физико-химические свойства основе. Кроме того, выполнена двухплоскостная термодинамическая ориентация, приводящая к способности ленты к термоусадке, причем перед нанесением изоляционного полимерного ленточного покрытия провели нагрев адгезионного слоя до температуры 60-70°С. Затем полученное изоляционное покрытие нагрели для термоусадки полимерной основы до температуры 120°С.

Адгезив содержит компоненты в следующем соотношении (масс.%):

слюда молотая	18
низкомолекулярный полиизобутилен	5
ацетонанил-Р	1
сэвилен	76

Усредненные результаты испытаний приведены в таблице.

Для всех четырех образцов отклонение от среднего значения не превысило 5%.

Применение предлагаемого способа позволяет значительно улучшить характеристики покрытия, что приводит к увеличению промежутков времени между ремонтами.

Таблица
№ п/п	Наименование показателя	Норма по ТУ	Результат испытаний
Полиэтиленовая основа, адгезив
1	Прочность при разрыве ПЭ-основы, МПа	8	23
2	Относительное удлинение ПЭ основы при разрыве (20±5)°С, %	>400	500-520
3	Термоокислительная стабильность ПЭ-основы при 200°С, мин	>30	30-32
4	Температура хрупкости адгезионного слоя, не выше °С	минус 30°С	ниже минус 30°С
5	Температура размягчения адгезива (ТМА, 1.4 кг/см2, 10°С/мин), °C	60±3	55±3
6	Допустимая пенетрация ПЭ-основы под нагрузкой при 200°С (ТМА, 1,4 кг/см 2, 10°С/мин), не более %	20	10
Лента в целом
7	Свободная усадка в покрытии (без нагрузки), %	20±5	18(130°)
		(150°)	15(150°)
8	Объемная усадка в покрытии под нагрузкой (0,3 кг/см2), % не менее	2(100°) 15(150°)	2,5(100°) 15(150°)
9	Напряжение усадки, не менее г/мм2 сечения	10(150°)	10(130°)
10	Водопоглощение при 60° в течение 1000 часов, % не более	3,0	3,0
Покрытие на основе с эпоксидным праймером «ЭДП»
11	Адгезионная прочность к праймированной стали и полиэтилену, Н/см при 20±5°С	>50	55±5
12	Адгезионная прочность к праймированной стали после 100 суток выдержки в воде при 60°С, Н/см	>50	62-65
13	Переходное электросопротивление в 3% NaCl, ом.м2
	- исходное	>10 10	2,0.1011
	- через 100 суток выдержки при 60°C	>109	8.109
14	Катодное отслаивание в 3% NaCl при потенциале поляризации -1,5В при температурах, см2 не более:
	20°=60 суток	10	6-8
	50°=30 суток	0	9-10
15	Прочность при ударе (Дж) при температуре:
	- минус 40°C
	- плюс 20°C
	- плюс 40°C
16	Сдвиг при температуре 50° и нагрузке 0,25 кг/см2 площади покрытия, мм	<1,0	0,2-0,4
17	Диэлектрическая сплошность. Отсутствие пробоя при постоянном электрическом напряжении, кВ	>15	>20
		>15	>20